Kĩ thuật bao bì thực phẩm

Nano bạc: Nguyên tử bạc dễ nhường điện tử Ag+, Ag+ kích thích tạo thành các phản ứng oxy hoá làm phá hoại màng bọc của các loại vi khuẩn, tiêu diệt chúng hoặc làm cho chúng khó sinh sôi

KỸ THUẬT BAO BÌ THỰC PHẨM

BẢNG PHÂN CÔNG

Lê Huệ Uyên 1411110922 Viết phần I

Ngô Thụy Xuân Anh 1411110657 Viết phần II

Nguyễn Ngọc Thảo 1411110851 Viết phần III

Trần Thị Thảo Nhi 1411110799 Thuyết trình phần III Nguyễn Lê Anh Thư 1411110864 Viết phần IV

Đoàn Thị Duyên 1411110697 Viết phần V

Lời giới thiệu.

Ngày nay khách hàng có nhu cầu rất cao đối với sản phẩm thực phẩm, người sử dụng muốn biết thông tin và tình trạng của sản phẩm một cách nhanh gọn và chính xác nhất Nhiều công nghệ mới đã được ứng dụng vào bao bì làm cho bao bì trở nên thông minh

và năng động hơn đối với thực phẩm bên trong Có thể kể đến một số công nghệ, kỹ thuật như: công nghệ nano, hệ thống điều chỉnh nhiệt độ lên xuống,…

Sự thông minh và năng động có sự khác nhau, nếu là:

• Bao bì thông minh: ứng dụng kỹ thuật mới vào bao bì có tác dụng giám sát( cảm nhận, đo lường, phát hiện, theo dõi) các điều kiện đóng gói ( nơi, thời gian, nhiệt

độ, quy cách, số lượng, đóng gói) để cung cấp thông tin về chất lượng sản phẩm( nguồn gốc, mức độ hư hỏng, hạn sử dụng, nhiệt độ sản phẩm hiện tại,…) cho người tiệu dùng trong khi vận chuyển và phân phối Loại bao bì này cho thấy mức độ trung thực và an toàn thực phẩm

• Bao bì năng động: có sự kết hợp giữa những chất có đặc tính bảo quản/ cải thiện tính an toàn/ chất lượng thực phẩm vào màng film của bao bì hoặc bên trong vật chứa nhằm duy trì và kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm

Để hiểu rõ hơn bài tiểu luận này xin giới thiệu một số loại bao bì ứng dụng công nghệ

kỹ thuật mới trong phần kế tiếp

I. Ứng dụng công nghệ nano vào bao bì thực phẩm:

Công nghệ nano là ngành công nghệ bao gồm nghiên cứu vật chất trên quy

mô nanomet( 1 nanomet bằng 1 phần triệu milimet), tạo ra vật liệu nano và ứng dụng vật liệu nano (có cấu trúc các hạt, các sợi, các ống hoặc các tấm mỏng)

Ngành công nghệ nano đã được ứng dụng vào những năm 80 của thế kỉ trước vào nhiều lĩnh vực: nông nghiệp,

y hoc, xây dựng, thực phẩm và chưa bao giờ là cũ Trong những năm gần đây nổi trội ứng dụng công nghệ nano vào bao bì điều này đã nâng cao rất nhiều chất lượng bao bì

Nguyên tắc chung:

Vật liệu nano có kích thước siêu nhỏ nên diện tích bề mặt tiếp xúc với thực phẩm lớn cũng như dễ dàng kết hợp với polymer Ngoài ra vật liệu được chọn thường có một số tính năng ưu việt làm tăng thời hạn sử dụng của thực phẩm,

sự kết hợp của vật liệu polymer và màng nano còn làm giảm trọng lượng bao bì Trong phần trình bày này xin được giới thiệu 2 vật liệu nano đang ứng dụng rộng rãi trên thị trường: hạt nano bạc, hạt nano đất sét

1. Nano bạc:

Nguyên tử bạc dễ nhường điện tử (Ag+), Ag+ kích thích tạo thành các

phản ứng oxy hoá làm phá hoại màng bọc của các loại vi khuẩn, tiêu diệt chúng hoặc làm cho chúng khó sinh sôi nhờ đó

mà thực phẩm giữ được lâu hơn 3-4 lần

so với loại túi nylon thông thường

M

Một số sản phẩm bao bì nano bạc:

2. Nano đất sét ( nanoclay):

Loại đất sét thường được dùng chứa nhiều

khoáng montmorillonite (MMT)- có nhiều trong bentonite ( khoáng sét

tự nhiên) Loại khoáng sét này có một cấu trúc lớp, độ phân tán cao cùng với tính chất hấp phụ chỉ cho các phân tử có đường kính nhỏ hơn lỗ xốp trên màng đi qua , tất cả điều trên đáp ứng được đặc tính bịt kín

Đường đi của khí, hơi không theo đường thẳng

Khi chế tạo loại bao bì mới này các phân tử polymer được bao bọc bởi các lớp nano sét các lớp này có

tác dụng ngăn cản sự khuếch tán

của khí Khí và hơi ẩm đi qua vật

liệu sẽ không đi theo đường

thẳng mà bị cản lại bở lớp nano

sét ( thời gian thoát khí và hơi lâu

hơn ) do đó thực phẩm giữ được

độ tươi lâu hơn

Mặt khác chính sự khuếch tán khí cần thiết cho quá trình cháy polymer

mà loại bao bì có khả năng chống cháy tốt

sự kết hợp giữa vật liệu nano và polymer

3. Cấu tạo:

Khi áp dụng công nghệ nano vào bao bì sẽ làm giảm đi rất nhiều số lượng lớp vật liệu sản xuất

so với bao bì thông thường

( vì tính chất của vật liệu

nano đáp ứng được nhiều

yêu cầu) Bao bì sẽ gọn,

nhẹ nhưng vẫn bào quản

được thực phẩm tốt hơn so

với bao bì thông thường

4. Ưu nhược điểm:

• Ưu điểm:

An toàn khi sử dụng Trọng lượng bao bì nhẹ Không cần qua nhiều công đoạn sản xuất Bảo quản được thực phẩm lâu hơn so với bao bì thông thường

• Nhược điểm:

Đòi hỏi khoa học kỹ thuật cao Bao gói có giá đắt hơn so với bao bì thông thường

Có chọn lọc trong lựa chọn vật liệu chế tạo màng nano

5. Phạm vi ứng dụng:

Thường được ứng dụng bao gói sữa, các loại thực phẩm tươi

II. Nhận dạng tần số vô tuyến Radio Frequency Identification

(RFID)

1. Giới thiệu:

• Kỹ thuật FRID là công nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng vô tuyến Đây là một hệ thống không dây cho phép thiết bị đọc thông tin được chứa trong một con chip không tiếp xúc trực tiếp mà ở khoảng cách từ xa

• Kỹ thuật RFID đã được thương mại trong một số hình thức từ những năm 1970 Bây giờ nó là một phần trong cuộc sống hằng ngày, có thể thấy trong những chìa khóa xe hơi, thẻ lệ phí quốc lộ và các lọai thẻ truy cập an toàn, cũng như trong môi trường mà nơi đó việc đánh nhãn bằng mã số kẻ vạch trên hàng hóa là không thực tế hoặc không hiệu quả lắm

• Các loại nhãn RFID:

 Nhãn RFID chỉ đọc: loại này chứa các thông tin do nhà sản xuất cung cấp, không thể thay đổi hay sữa chữa sau đó được

 Nhãn RFID được ghi một lần và đọc nhiều lần: loại này chứa các dữ liệu được người sử dụng đầu tiên cung cấp và không thể thay đổi hay sữa chữa sau đó

 Nhãn RFID ghi và đọc nhiều lần: loại nhãn này có thể được ghi, xoá, thay đổi nội dung nhiều lần, có thể điều chỉnh thông tin từ 500.000 đến 1 triệu lần

2. Cấu tạo:

- Hệ thống RFID gồm hai thành phần chính: thẻ RFID (tag) và đầu đọc (reader) Nhãn RFID có gắn chip silicon và antenna dùng để gắn vào đối tượng quản lý

- Nhãn RFID có kích thước rất nhỏ, cỡ vài cm Bộ nhớ con chip có thể chứa từ 96 đến 512 bit dữ liệu đầu đọc cho phép giao tiếp với nhãn RFID qua sóng radio ở khoảng cách trung bình từ 0.5-30 mét, từ đó truyền dữ liệu về hệ thống trung tâm

- Hệ thống nhận dạng dữ liệu tự động không dây như RFID có thể giảm thiểu các sai sót về địa điểm, dây chuyền cung ứng và đánh cắp sản phẩm lên tới 90%, gia tăng hiệu suất từ 12 đến 15% và giảm thời gian kiểm đếm, quản lý từ 35 tới 40%, qua đó tạo dựng được một lợi thế cạnh tranh rõ nét

- Thành phần của một hệ thống RFID:

Một hệ thống RFID là một tập hợp các thành phần mà nó thực thi giải pháp RFID Một hệ thống RFID hoàn chỉnh bao gồm:

 Nhãn RFID (Tag): là một thành phần bắt buộc đối với mọi hệ thống RFID, được lập trình điện tử với thông tin duy nhất

Có 2 loại: Passive tag và Active tag

 Passive tag: không cần nguồn ngoài và nhận năng lượng từ thiết bị đọc, khoảng cách đọc ngắn

 Active tag: năng lượng lấy từ PIN, sử dụng với khoảng cách đọc lớn

 Đầu đọc (reader) hoặc cảm biến (sensor), cơ cấu chấp hành (actuator) và bảng tín hiệu điện báo (annuanciator): dùng để đọc thông tin từ các nhãn, bên cạnh đó còn dùng để hổ trợ nhập và xuất của hệ thống

 Anten: là thiết bị liên kết giữa nhãn và thiết bị đọc Thiết bị đọc phát xạ tín hiệu sóng kích hoạt và truyền nhận với nhãn

 Mạch điều khiển (controller): là thành phần bắt buột Hiện nay, hầu hết các reader đều có thành phần này gắn liền

 Máy chủ và hệ thống phần mền: Về mặt lý thuyết, một hệ thống RFID có thể hoạt động độc lập không cần có thành phần này Tuy nhiên, trong thực tế, một hệ thống RFID gần như không có ý nghĩa nếu không có thành phần này

 Cơ sở hạ tầng truyền thông: là thành phần bắt buột Nó là một tập hợp gồm

cả hai mạng không dây và có dây và các bộ phận kết nối tuần tự để kết nối các thành phần đã liệt kê ở trên với nhau để đường truyền có hiệu quả

3. Nguyên lý làm việc:

Mô hình hệ thống RFID

Sơ đồ khối hệ thống RFID

- Các nhãn RFID có thể được cấp nguồn bởi một bộ pin thu nhỏ trong nhãn (active tag) hoặc bởi một đầu đọc mà nó có thể “wake up” nhãn để yêu cầu trả lời khi nhãn đang trong phạm vi (passive tag)

- Đầu đọc (reader) gồm một anten liên lạc với nhãn (tag) và một đơn vị đo điện từ

đã được kết nối mạng với máy chủ Đơn vị đo tiếp sóng giữa máy chủ và tất cả các nhãn (tag) Anten phát ra tín hiệu vô tuyến kích hoạt nhãn (tag) để đọc và ghi

dữ liệu vào nó Máy đọc (reader) sẽ phát ra sóng vô tuyến trong phạm vi đọc của anten Khi một thẻ đi qua khu vực điện từ, nó phát hiện tín hiệu kích hoạt máy đọc (reader) Máy đọc (reader) sẽ giải mã dữ liệu được mã hoá trong mạch tích hợp của nhãn (tag), sau đó sẽ được truyền cho máy chủ để xữ lý

- Một đầu đọc (reader) được phép liên lạc với hàng trăm nhãn (tag) đồng thời Nó cũng thực thi các chức năng bảo mật như mã hóa/ giải mã và xác thực người dùng Đầu đọc (reader) có thể phát hiện nhãn (tag) ngay cả khi không nhìn thấy chúng Hầu hết các mạng RFID gồm nhiều nhãn (tag) và nhiều đầu đọc (reader) được kết nối với nhau bởi một máy tính trung tâm “Middleware” là phần mềm nối

hệ thống RFID với một hệ thống IT (Information Technology) quản lý luồng dữ liệu

4. Ưu điểm và nhược điểm của RFID:

• Ưu điểm:

- Cài đặt đơn giản

- Giảm được rất nhiều thời gian và chi phí quản lý

- Tính an toàn cao đối với sản phẩm do không có khả năng thực thi sao chép

- Có thể lưu trữ dữ liệu lên đến 2kB

• Nhược điểm:

- Chi phí lắp đặt hệ thống cao

- Gặp khó khăn đối với sản phẩm dạng lỏng, vì chất lỏng có khả năng phản xạ các sóng điện từ, làm cho cảc nhãn (tag) không thể đọc được

5. Phạm vị ứng dụng:

• Trong vận chuyển và phân phối và lưu thông

- Hệ thống RFID phù hợp nhất với phương thức vận tải đường ray Các nhãn (tag) có thể nhận dạng toàn bộ 12 ký tự theo chuẩn công nghiệp cho phép xác định loại xe, toa hàng, chủ sở hữu, số xe

- Các nhãn (tag) này được gắn vào gầm xe, toa hàng; các anten được cài đặt ở giữa hoặc bên cạnh đường ray vận chuyển, các đầu đọc và các thiết bị hiển thị được lắp dọc theo đường ray cùng các thiết bị viễn thông và thiết bị kiểm soát khác, do vậy có thể kiểm soát được các toa hàng trên ray

- Mục đích chính trong sử dụng là cải tiến kích thước và tốc độ vận chuyển nhanh chóng cho phép giảm kích thước xe hàng hoặc giảm thiểu chi phí cho việc đầu tư các thiết bị mới

- Ngoài ra, hệ thống RFID còn được ứng dụng trong hệ thống thu phí cầu đường bộ hay cho phép các hãng hàng không kiểm soát hành lý của hành khách

• Trong kinh doanh bán lẻ

- Công nghệ RFID có thể thay thế kỹ thuật mã vạch hiện nay, vì nó không chỉ có khả năng xác định nguồn gốc sản phẩm mà còn cho phép nhà cung cấp và

Hệ thống RFID

đại lý bán lẻ biết chính xác mặt hàng trên quầy và trong kho của họ Từ đó có thể giúp cho việc kiểm kho, giao hàng và thống kê sản phẩm được dễ dàng hơn

- Một số siêu thị lớn đã sử dụng các nhãn RFID (tag) mỏng dán lên hàng hóa thay cho mã vạch, giúp việc thanh toán nhanh chóng, dễ dàng hơn Nếu hàng hóa nào chưa thanh toán tiền đi qua cửa, máy nhận dạng vô tuyến RFID sẽ phát hiện ra và báo cho nhân viên an ninh

- Khi vào, ra công ty để bắt đầu hay kết thúc một ngày hoặc ca làm việc, nhân viên chỉ cần đưa thẻ của mình đến gần máy đọc thẻ (không phải nhét vào), ngay lập tức máy phát ra một tiếng bíp, dữ liệu vào, ra của nhân viên đó đã được ghi nhận và lưu trữ trên máy chấm công Sử dụng thẻ chấm công loại cảm ứng, người phụ trách hệ thống sẽ lấy toàn bộ dữ liệu từ các máy đọc thẻ

về, sau khi cập nhật dữ liệu sẽ có ngay báo cáo thống kê để biết số lượng nhân viên hiện đang có mặt, số nhân viên nghỉ nhân viên nào hết hạn hợp đồng lao động; bảo hiểm xã hội, bảo hiểm y tế

- Ưu điểm thẻ RFID là trong trường hợp nếu những nhân viên nghỉ việc, thẻ nhân viên sẽ được thu hồi và tái sử dụng mà không ảnh hưởng đến chất lượng thẻ, ngoài ra thẻ không bị trầy xước, mài mòn khi sử dụng

6.